倪光南看好開源芯片：RISC-V將和英特爾ARM三分天下

2019-12-21

“未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一，從而在CPU領域形成Intel（英特爾）、ARM、RISC-V三分天下的格局。”

據澎湃新聞12月21日報道，12月18日，在北京舉行的“2019國際芯片大會（Chips 2019）”上，中國工程院院士倪光南如此展望開源芯片的前景。

此前的11月25日，為了尋求技術中立，總部位於美國特拉華州的RISC-V基金會計劃遷至瑞士，以規避美國可能會做出的貿易限制。

中國工程院院士廖湘科也表示，RISC-V指令集擺脱了原有指令集的兼容性桎梏，集合了多種指令集ISA的優點，目前在國內正蓬勃發展。

大會參會嘉賓

開源降低芯片設計門檻

“2019國際芯片大會” 由國際測試委員會（BenchCouncil）、中國科學院大學及北京市懷柔區政府共同舉辦。

大會以“構建自主可控和開放的芯片產業”為主題，探討建立自主可控和開放的芯片產業的戰略和政策、建立自主可控的開源芯片及軟硬件生態。大會的共同主席是中科院院長楊學軍院士和中科院副院長李樹深院士。BenchCouncil委員會主席詹劍鋒教授擔任大會程序委員會主席。

倪光南認為，未來RISC-V開源指令集很可能發展成為世界主流CPU之一，基於RISC-V開源指令集架構的國產CPU可望滿足自主可控測評的要求，前景可期。

倪光南院士

“開源”（開放源代碼）是一種開發模式和商業模式，以Linux為代表的開源軟件已經成為了當前軟件產業的主流。而RISC-V開源指令集可以理解為與開源軟件相對應的一種開源硬件。開源芯片設計可以將芯片設計門檻大大降低，甚至3-5人的小團隊在3-4個月內，只需幾萬元就可以研製出一款有市場競爭力的芯片。

目前，世界上生態最為成熟的兩種指令集架構的CPU分別是Intel x86指令集架構CPU和ARM指令集架構CPU。

Intel x86指令集架構CPU歷史悠久，壟斷了桌面和服務器領域，被美國的Intel和AMD兩家公司擁有，罕有對外授權。ARM指令集架構CPU近年崛起，在移動和嵌入式等領域佔壟斷地位。世界上很多公司花費數百萬至上億元費用向ARM公司購買CPU許可，還要向公司繳納特許權使用費（Royalty fee）。

對此，倪光南表示，“未來RISC-V很可能發展成為世界主流CPU之一。”這與其本身開放、簡約的特點有關。在設計方面，免除授權費用和知識產權風險的完全開源免費，是RISC-V存在的主要意義。RISC-V指令集在最初設計時，其研發團隊就明確表示要追求簡約，丟棄歷史包袱。目前成型的技術代碼集小、支持模塊化、性能優越，能滿足從微控制器到超級計算機等各種複雜程度的處理器需求，支持從FPGA、ASIC乃至未來器件等多種實現方式。

敏捷開發縮短開發週期

另外，隨着人工智能和物聯網（IoT）等新一代信息技術的發展，各種場景下對CPU的需求日益碎片化，嵌入式應用前景廣闊，低功耗、低成本和定製化需求越來越大，這使得RISC-V的精簡、低功耗、模塊化和可擴展的優勢與數字經濟未來的發展方向十分契合。

廖湘科表示，開源指令集能夠降低設計成本，採用敏捷開發能夠降低開發週期。加速硬件開發，加快產品迭代，進而能夠降低整體設計門檻，縮短從應用創意到芯片的時間。

廖湘科院士

談到RISC-V時，廖湘科也表示，RISC-V指令集擺脱了原有指令集的兼容性桎梏，集合了多種指令集ISA的優點，目前在國內正蓬勃發展。

同時，廖湘科也提到，目前開源EDA工具還有很大欠缺，包括缺少IR drop分析，缺少缺少動態功耗評估、缺少電子遷移分析等，並且目前還尚未出現對應開源軟件體系中GCC編譯器水平的EDA工具。

儘管有異議和疑慮，但多名專家還算是認為，開源芯片對中國芯片產業是一個機會。

國內外大廠的佈局

11月25日，為了尋求技術中立，總部位於美國特拉華州的RISC-V基金會計劃遷至瑞士，以規避美國可能會做出的貿易限制。

RISC-V基金會首席執行官卡利斯塔·雷德蒙德（Calista Redmond）表示，董事會一致通過了遷移決定，希望確保美國以外的大學、政府和公司可以幫助開發其開源技術。雷德蒙德稱，“在世界各地，我們聽到很多人説‘如果公司不在美國，我們會更自在”。

RISC-V基金會於2005年成立，這是一個非盈利中立機構和開放社區，主要負責日常維護RISC-V指令集標準手冊與架構文檔，參與RISC-V相關規範制定和軟硬件生態系統的發展。倪光南介紹，基金會採取會員制管理，目前有上百家會員單位，中科院計算所是發起和審計會員，阿里、華為是白金會員。這種開放式管理模式能夠有效促進RISC-V社區的交流和創新，形成生態系統，從而降低研發成本，打破芯片市場的壟斷。

目前，RISC-V開放的生態已經讓眾多廠商紛紛選擇使用RISC-V指令集研發下一代芯片，英偉達（Nvidia）將使用RISC-V指令集製作下一代GPU上的周邊微控制器，西部數據（Western Digital）計劃在下一代存儲計算芯片中使用RISC-V核，並宣佈預計每年將出貨10億片以上使用RISC-V的芯片。另外，西門子、三星、谷歌、IBM、特斯拉、高通、恩智浦、日立等大廠都在RISC-V指令集芯片上有所佈局。

在中國，使用RISC-V指令集製作的芯片也開始初露頭角。2019年7月18日，中科物棲展示了基於RISC-V的AIoT芯片和整機方案，7月25日，阿里巴巴旗下半導體公司平頭哥出品的玄鐵910（XuanTie910）芯片同樣是一款RISC-V處理器，它可以用於設計製造高性能端上芯片，應用於5G、人工智能以及自動駕駛等領域。

楊學軍院士、倪光南院士、廖湘科院士等院士對BenchCouncil國際AI系統與算法大賽獲獎學生進行頒獎。（照片均來自會議承辦單位北京尖峯新鋭信息科技研究院）